DE102013101759A1

DE102013101759A1 - Generator brush holder

Info

Publication number: DE102013101759A1
Application number: DE102013101759A
Authority: DE
Inventors: Kirk Neet; Scott Bitzer
Original assignee: Remy Technologies LLC
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2012-02-24
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2013-08-29
Anticipated expiration: 2033-02-23
Also published as: DE102013101759B4; CN103296817B; US20150244129A1; US9077218B2; KR20130097664A; US20130221796A1; CN106911213A; US9484697B2; CN106911213B; CN103296817A

Abstract

Eine Bürstenhalterbaugruppe für einen Generator mit einer Rotationsachse umfasst ein Paar Bürsten mit jeweils einer Kontaktfläche, die eine Breite und eine Höhe definieren, und mit jeweils einem Shunt-Kabel, das sich lateral von der Bürste in die Breitenrichtung erstreckt. Die Bürstenhalterbaugruppe umfasst ein Gehäuse mit ersten und zweiten Bürstenkammern, korrespondierenden ersten und zweiten Kabelhohlräumen, die jeweils eine Hohlraumhöhe definieren, und mit ersten und zweiten Schlitzen, die jeweils zwischen der korrespondierenden Kammer und dem Hohlraum eingefügt sind. Die jeweiligen Shunt-Kabel erstrecken sich durch die ersten und zweiten Schlitze, dann durch die ersten und zweiten Kabelhohlräume. Die Hohlraumhöhen betragen jeweils wenigstens etwa 0,9-mal die Höhe einer der Bürsten. Die Höhe des ersten Kabelhohlraums beträgt weniger als etwa 0,97-mal ((A/2) plus B), wobei A die Bürstenhöhe ist und B der Abstand zwischen den Bürsten ist.A brush holder assembly for a generator having a rotation axis comprises a pair of brushes each having a contact surface defining a width and a height and each having a shunt cable extending laterally from the brush in the width direction. The brush holder assembly includes a housing having first and second brush chambers, corresponding first and second cable cavities each defining a cavity height, and first and second slots respectively interposed between the corresponding chamber and the cavity. The respective shunt cables extend through the first and second slots, then through the first and second cable cavities. The cavity heights are each at least about 0.9 times the height of one of the brushes. The height of the first cable cavity is less than about 0.97 times ((A / 2) plus B), where A is the brush height and B is the distance between the brushes.

Description

HINTERGRUNDBACKGROUND

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Generatorbürstenhalterbaugruppe und insbesondere eine verbesserte Betriebszuverlässigkeit für eine Federbürstenbaugruppe.The present invention relates generally to a generator brush holder assembly, and more particularly to improved operating reliability of a spring brush assembly.

Dynamoelektrische Maschinen, wie zum Beispiel Generatoren, Motoren und Fahrzeuglichtmaschinen, können Bürsten umfassen, die einen elektrischen Übertragungsweg zwischen einem sich drehenden Rotor und anderen Komponenten eines Stromkreises einer elektrischen Maschine bereitstellen. Bürsten setzen sich typischerweise aus Kohlenstoff und Graphitmaterialien zusammen. Wenn sie Teil eines Rotorschaltkreises sind, können die Bürsten in einer Bürstenhalterbaugruppe enthalten sein, die Federn umfasst, die bewirken, dass die Bürsten einen sicheren Kontakt mit den elektrisch leitenden, sich drehenden Teilen eines Rotors aufrechterhalten. In einem typischen Generator sind zwei Schleifringe an einem Ende der Rotorbaugruppe angeordnet und jeweils mit gegenüberliegenden Enden der Rotorfeldwicklung verbunden. Das korrespondierende Bürstenpaar ist typischerweise positioniert, um durch die Federn gegen die sich drehenden Schleifringe gedrängt zu werden.Dynamoelectric machines, such as generators, motors, and automotive alternators, may include brushes that provide an electrical transmission path between a rotating rotor and other components of an electrical machine circuit. Brushes are typically composed of carbon and graphite materials. When included in a rotor circuit, the brushes may be included in a brush holder assembly that includes springs that cause the brushes to maintain secure contact with the electrically conductive rotating parts of a rotor. In a typical generator, two slip rings are disposed at one end of the rotor assembly and connected to opposite ends of the rotor field winding, respectively. The corresponding brush pair is typically positioned to be urged by the springs against the rotating slip rings.

Der Rotor eines Fahrzeuggenerators bzw. einer Fahrzeuglichtmaschine wird typischerweise mittels eines Riementriebsystems angetrieben, um sich innerhalb von Statorwicklungen zu drehen, die auf einem geschichteten Eisenrahmen aufgewickelt sind. Das Magnetfeld des sich drehenden Rotors induziert eine Wechselspannung in den Statorwicklungen. Die Wechselspannung (AC) wird dann typischerweise in einen Gleichstrom (DC) mittels Diodengleichrichtern umgewandelt, welche die Gleichspannung an eine oder mehrere Batterien und an elektrische Vorrichtung eines Fahrzeugs ausgeben. Ein zugehöriges Betriebsmittel kann einen Regulator und eine Steuereinheit umfassen, um unter anderem die Batteriespannung und den Strom, der zu der Feldwicklung des Rotors geht, zu überwachen. Die Ausgangsgleichspannung kann zum Beispiel 14 Volt betragen, was allgemein wenigstens ein Volt mehr ist als eine herkömmliche Fahrzeugbatteriespannung, zum Beispiel 12,7 Volt. Der Feldwicklungsstrom für herkömmliche Fahrzeuggeneratoren kann soviel wie 5–8 Ampere betragen und Krankenwagen, Busse, Sattelschlepper und verschiedene Fahrzeuge können mehr Strom erfordern, zum Beispiel zum Betreiben von Klimaanlagen, Heizungen, Lichtanlagen, Kühleinheiten usw., während ein Fahrzeug im Leerlauf läuft.The rotor of a vehicle alternator is typically driven by a belt drive system to rotate within stator windings wound on a layered iron frame. The magnetic field of the rotating rotor induces an AC voltage in the stator windings. The alternating voltage (AC) is then typically converted to a direct current (DC) by means of diode rectifiers, which output the DC voltage to one or more batteries and electrical device of a vehicle. Associated resources may include a regulator and a controller to monitor, among other things, the battery voltage and the current going to the field winding of the rotor. The DC output voltage may be, for example, 14 volts, which is generally at least one volt more than a conventional vehicle battery voltage, for example, 12.7 volts. The field winding current for conventional vehicle generators may be as much as 5-8 amps, and ambulances, buses, semitrailers, and various vehicles may require more power, for example, to operate air conditioners, heaters, lights, refrigeration units, etc. while a vehicle is idling.

Ein elektrischer Übertragungsweg zwischen einer Stromquelle und einer Bürste kann durch ein geflochtenes oder verdrilltes Kabel bereitgestellt werden, das ein Ende aufweist, das mit der Bürste verbunden ist, und das andere Ende, das mit der Stromquelle über ein oder mehrere elektrische Anschlusselemente verbunden ist. Ein solches Kabel wird von den Fachleuten häufig als Shunt oder Shunt-Kabel bezeichnet. Einige herkömmliche Bürsten haben ein Shunt-Kabel, das von der Hinterseite der Bürste durch die Mitte einer Feder hervorragt. Dies kann problematisch sein, da sich der Shunt mit der Feder verheddern kann, wenn die Bürstenfeder komprimiert wird. Ein verhedderter Shunt kann dazu führen, dass die Bürste festklemmt, was zur Entfernung des Feldstroms von dem Generator führt. In einem solchen Fall wird keine elektrische Leistung von dem Generator erzeugt. Andere herkömmliche Bürsten weisen einen Shunt auf, der von dem oberen Ende/unteren Ende der Bürste hervorragt. Mit einer unsymmetrischen Bürste jedoch, wie zum Beispiel einer Bürste mit einer abgewinkelten vorderen Kontaktfläche, ist dieser Aufbau unerwünscht, da die negativen und positiven Bürsten unterschiedliche Teile sein müssen. Zum Beispiel kann der Shunt von dem oberen Ende einer negativen Bürste und von dem unteren Ende einer positiven Bürste hervorragen.An electrical transmission path between a power source and a brush may be provided by a braided or twisted cable having one end connected to the brush and the other end connected to the power source via one or more electrical connection elements. Such a cable is often referred to by those skilled in the art as a shunt or shunt cable. Some conventional brushes have a shunt cable protruding from the back of the brush through the center of a spring. This can be problematic because the shunt can get tangled with the spring when the brush spring is compressed. A tangled shunt can cause the brush to clamp, resulting in the removal of the field current from the generator. In such a case, no electrical power is generated by the generator. Other conventional brushes have a shunt protruding from the upper end / lower end of the brush. However, with an unsymmetrical brush, such as a brush with an angled front contact surface, this structure is undesirable because the negative and positive brushes must be different parts. For example, the shunt may protrude from the top of a negative brush and from the bottom of a positive brush.

KURZBESCHREIBUNGSUMMARY

Es ist daher wünschenswert, die zuvor genannten Nachteile durch Bereitstellen einer Bürstenhalterbaugruppe mit Shunt-Kabeln zu vermeiden, die sich nicht selbst verheddern und/oder infolge des Kontakts mit den Seiten eines Shunt-Kabelhohlraums gebogen werden. Herkömmliche Generatorbürstenanordnungen, bei denen die jeweiligen Shunt-Kabel von dem oberen Ende und dem unteren Ende austreten in einer selben allgemeinen Richtung wie die Mittellinie, fügen eine ungewollte Höhe zu der korrespondierenden Bürstenbaugruppe hinzu, wohingegen die vorliegend offenbarten Ausführungsformen die Gesamthöhe der Bürstenbaugruppe durch Verwendung eines Paars seitlich austretender Bürsten minimieren. Ohne weitere Verbesserung jedoch kann die Verwendung von Seitenausgangs-Bürsten ein Problem darstellen, wo die Shunt-Kabel enge Biegungen aufweisen und sich selbst verheddern. Es ist daher ein Vorteil der offenbarten Ausführungsformen, ausreichend Raum bereitzustellen, so dass die Shunt-Kabel keine engen Biegungen aufweisen. Die Ausführungsformen stellen benachbarte Shunt-Kabelhohlräume von ausreichender Größe bereit, um den Shunt-Kabelraum zu maximieren, während noch eine Baugruppe bereitgestellt wird, die eine einzige Bürstenart in beiden Bürstenpositionen verwenden kann. Die hierin beschriebenen Ausführungsformen verringern oder verhindern das Verheddern, Biegen und Spannen (Zug/Torsion) eines Shunt-Kabels, was zu einem Ausfall eines Fahrzeuggenerators führen kann. Wenn zum Beispiel ein Shunt-Kabel beschädigt, gefangen, gebogen wird und/oder sich selbst verheddert, kann es gestaucht werden und die Kompressionskraft auf eine Bürste übertragen, was zu einem Festklemmen der Bürste führt. Durch Umsetzen des offenbarten Aufbaus werden das derartige ungewollte Vorspannen einer Bürste und das ungewollte Beanspruchen eines Shunt-Kabels verhindert.It is therefore desirable to avoid the aforementioned drawbacks by providing a brush holder assembly with shunt cables that will not self-tangle and / or be bent as a result of contact with the sides of a shunt cable cavity. Conventional generator brush assemblies in which the respective shunt cables exit from the top and bottom in a same general direction as the center line add an unwanted height to the corresponding brush assembly, whereas the presently disclosed embodiments increase the overall height of the brush assembly by using a brush assembly Minimize pairs of laterally exiting brushes. However, without further improvement, the use of side-exit brushes can be a problem where the shunt cables have tight bends and self-tangling. It is therefore an advantage of the disclosed embodiments to provide sufficient space such that the shunt cables do not have tight bends. The embodiments provide adjacent shunt cable cavities of sufficient size to maximize the shunt cable space while still providing an assembly that can use a single brush type in both brush positions. The embodiments described herein reduce or prevent the tangling, bending, and tensioning (pulling / twisting) of a shunt cable, which may result in failure of a vehicle generator. For example, if a shunt cable is damaged, caught, bent, and / or tangled itself, it can be compressed and the compression force transmitted to a brush, resulting in a clamping of the brush. By implementing the disclosed construction, such unwanted biasing of a brush and unwanted loading of a shunt cable are prevented.

Entsprechend einer Ausführungsform umfasst eine Bürstenhalterbaugruppe für einen Generator mit einer Rotationsachse ein Paar Bürsten mit jeweils einer Kontaktfläche, die eine Breite und eine Höhe definieren, wobei sich die Höhe in eine Richtung etwa parallel zu der Rotationsachse erstreckt, und mit jeweils einem Shunt-Kabel, das sich lateral von der Bürste in die Breitenrichtung erstreckt. Die Bürstenhalterbaugruppe weist ein Gehäuse auf mit ersten und zweiten Bürstenkammern, korrespondierenden ersten und zweiten Kabelhohlräumen, die jeweils eine Hohlraumhöhe definieren, die sich in eine Richtung im Wesentlichen parallel zu der Rotationsachse erstreckt, und ersten und zweiten Schlitzen, die jeweils zwischen der korrespondierenden Kammer und dem Hohlraum eingefügt sind. Die jeweiligen Shunt-Kabel erstrecken sich durch die ersten und zweiten Schlitze, dann durch die ersten und zweiten Kabelhohlräume. Die Hohlraumhöhen der ersten und zweiten Kabelhohlräume betragen jeweils wenigstens etwa 0,9-mal die Höhe einer der Bürsten.According to one embodiment, a brush holder assembly for a generator having an axis of rotation comprises a pair of brushes each having a contact surface defining a width and a height, the height extending in a direction approximately parallel to the axis of rotation, and each having a shunt cable, extending laterally from the brush in the width direction. The brush holder assembly includes a housing having first and second brush chambers, corresponding first and second cable cavities each defining a cavity height extending in a direction substantially parallel to the axis of rotation, and first and second slots respectively between the corresponding chamber and are inserted in the cavity. The respective shunt cables extend through the first and second slots, then through the first and second cable cavities. The cavity heights of the first and second cable cavities are each at least about 0.9 times the height of one of the brushes.

Gemäß einer Ausführungsform beträgt die Höhe des ersten Kabelhohlraums weniger als etwa 0,97-mal ((A/2) plus B), wobei A die Bürstenhöhe ist und B der Abstand zwischen den Bürsten ist.In one embodiment, the height of the first cable cavity is less than about 0.97 times ((A / 2) plus B), where A is the brush height and B is the distance between the brushes.

Gemäß einer Ausführungsform definiert eine Generatorbürstenhalterbaugruppe rechtwinklige y- und z-Achsen, wobei sich die z-Achse im Wesentlichen parallel zu einer Rotationswelle eines Generators erstreckt. Die Baugruppe umfasst erste und zweite Bürsten mit jeweils einem Shunt-Kabel, das von einer lateralen Seite der Bürste hervorragt, und ein Gehäuse mit: ersten und zweiten Bürstenkammern, die sich jeweils in etwa parallel mit der y-Achse erstrecken und die ersten und zweiten Bürsten darin angeordnet aufweisen; ersten und zweiten Kabelhohlräumen, die sich von einem Bürstenvorwärtsabschnitt zu einem Kabelausgangsabschnitt erstrecken, wobei der erste Kabelhohlraum eine Mittellinie definiert, die sich in eine Richtung erstreckt, die einen Winkel α mit der z-Achse bildet; und ersten und zweiten Schlitzen, die jeweils die ersten und zweiten Kabelhohlräume mit den ersten und zweiten Bürstenkammern verbinden. Die ersten und zweiten Shunt-Kabel erstrecken sich lateral durch die jeweiligen ersten und zweiten Schlitze und dann durch die jeweiligen ersten und zweiten Kabelhohlräume. Der erste Kabelhohlraum weist eine z-Achsengröße Z auf, wonach die Länge des ersten Kabelhohlraums Z·(Sekans α) ist.According to one embodiment, a generator brush holder assembly defines right-angled y and z-axes, wherein the z-axis extends substantially parallel to a rotation shaft of a generator. The assembly includes first and second brushes each having a shunt cable protruding from a lateral side of the brush, and a housing having: first and second brush chambers each extending approximately parallel to the y axis and the first and second brushes Having brushes disposed therein; first and second cable cavities extending from a brush forward portion to a cable output portion, the first cable cavity defining a centerline extending in a direction forming an angle α with the z-axis; and first and second slots respectively connecting the first and second cable cavities to the first and second brush chambers. The first and second shunt cables extend laterally through the respective first and second slots and then through the respective first and second cable cavities. The first cable cavity has a z-axis size Z, whereafter the length of the first cable cavity is Z · (secans α).

Gemäß einer Ausführungsform umfasst eine Bürstenhalterbaugruppe für einen Generator mit einer Rotationsachse ein Paar Bürsten mit jeweils einer Kontaktfläche, die eine Breite und eine Höhe definieren, wobei sich die Höhe in eine Richtung in etwa parallel zu der Rotationsachse erstreckt, und mit jeweils einem Shunt-Kabel, das sich von der Bürste in die Breitenrichtung erstreckt. Die Bürstenhalterbaugruppe umfasst ein Gehäuse mit ersten und zweiten Bürstenkammern, korrespondierenden ersten und zweiten Kabelhohlräumen, die jeweils eine Hohlraumhöhe definieren, die sich in eine Richtung im Wesentlichen parallel zu der Rotationsachse erstreckt, und ersten und zweiten Schlitzen, die jeweils zwischen der korrespondierenden Kammer und dem Hohlraum eingefügt sind. Die Bürstenhalterbaugruppe umfasst ein Paar Federn, die in den jeweiligen Bürstenkammern zum Vorspannen der Bürsten in Richtung der jeweiligen Kontaktflächen angeordnet sind. Die jeweiligen Shunt-Kabel erstrecken sich durch die ersten und zweiten Schlitze, dann durch die ersten und zweiten Kabelhohlräume, wobei die Hohlraumhöhen der ersten und zweiten Kabelhohlräume jeweils wenigstens etwa 0,9-mal die Höhe einer der Bürsten betragen, wobei die Höhe des ersten Kabelhohlraums weniger als etwa 0,97-mal ((A/2) plus B) beträgt, wobei A die Bürstenhöhe ist und B der Abstand zwischen den Bürsten ist und der Abstand B in etwa derselbe ist wie die Höhe einer der Bürsten.According to one embodiment, a brush holder assembly for a generator having a rotational axis comprises a pair of brushes each having a contact surface defining a width and a height, the height extending in a direction approximately parallel to the axis of rotation, and each having a shunt cable extending from the brush in the width direction. The brush holder assembly includes a housing having first and second brush chambers, corresponding first and second cable cavities each defining a cavity height extending in a direction substantially parallel to the axis of rotation, and first and second slots respectively between the corresponding chamber and the first Cavity are inserted. The brush holder assembly includes a pair of springs disposed in the respective brush chambers for biasing the brushes toward respective contact surfaces. The respective shunt cables extend through the first and second slots, then through the first and second cable cavities, wherein the cavity heights of the first and second cable cavities are each at least about 0.9 times the height of one of the brushes, the height of the first Cable cavity is less than about 0.97 times ((A / 2) plus B), where A is the brush height and B is the distance between the brushes and the distance B is about the same as the height of one of the brushes.

Die vorstehende Kurzbeschreibung beschränkt die Erfindung nicht, die durch die angehängten Ansprüche definiert ist. In ähnlicher Weise sind weder der Titel noch die Zusammenfassung den Umfang der beanspruchten Erfindung in irgendeiner Weise einschränkend aufzufassen.The foregoing summary does not limit the invention which is defined by the appended claims. Similarly, neither the title nor the abstract is to be construed as limiting the scope of the claimed invention in any way.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGSFIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING FIGURES

Die oben erwähnten Aspekte beispielhafter Ausführungsformen werden ersichtlicher und besser verstanden werden mit Bezug auf die folgende Beschreibung der Ausführungsformen, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen dargelegt wird, in denen:The above-mentioned aspects of exemplary embodiments will become more apparent and better understood by reference to the following description of the embodiments, taken in conjunction with the accompanying drawings, in which:

1 eine schematische Ansicht eines Teils eines herkömmlichen Fahrzeuggenerators ist, der eine Bürstenbaugruppe umfasst; 1 Figure 3 is a schematic view of a portion of a conventional vehicle generator including a brush assembly;

2 eine Ansicht einer Bürste mit einem seitlich austretenden Shunt-Kabel von oben ist; 2 is a view of a brush with a laterally exiting shunt cable from the top;

3 eine perspektivische Ansicht einer Bürstenhalterbaugruppe ist; 3 Fig. 12 is a perspective view of a brush holder assembly;

4 eine perspektivische Ansicht einer Bürstenhalterbaugruppe gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist; 4 FIG. 3 is a perspective view of a brush holder assembly according to an exemplary embodiment; FIG.

5 eine perspektivische Ansicht einer Bürstenhalterbaugruppe gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist; 5 FIG. 3 is a perspective view of a brush holder assembly according to an exemplary embodiment; FIG.

6 eine perspektivische Schnittansicht der Bürstenhalterbaugruppe der 5 ist; 6 a sectional perspective view of the brush holder assembly of 5 is;

7 eine weitere perspektivische Schnittansicht der Bürstenhalterbaugruppe der 5 ist; und 7 another perspective sectional view of the brush holder assembly of 5 is; and

8 eine vergrößerte Vorderansicht eines Bürstenhalters gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist. 8th an enlarged front view of a brush holder according to an exemplary embodiment is.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen sind nicht dazu vorgesehen erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf die genau offenbarten Formen zu beschränken. Stattdessen sind die Ausführungsformen derart ausgewählt und beschrieben, dass andere Fachleute die Prinzipien und Anwendungen dieser Lehren wahrnehmen und verstehen können.The embodiments described below are not intended to be exhaustive or to limit the invention to the precise forms disclosed. Instead, the embodiments are selected and described such that others skilled in the art can perceive and understand the principles and applications of these teachings.

1 ist eine vergrößerte, schematische Schnittansicht eines Teils eines herkömmlichen Fahrzeuggenerators, der eine Bürstenbaugruppe 1 umfasst. Die Bürstenbaugruppe 1 umfasst ein Gehäuse 2, das aus einem wärmehärtbaren Harz hergestellt und geformt ist, zwei getrennte Bürstenkammern 3, 4 zur Aufnahme korrespondierender Bürsten 5, 6 darin aufzuweisen. Konstantkraftfedern 7, 8 sind jeweils innerhalb der Kammern 3, 4 angeordnet, um die Bürsten 5, 6 nach außen zu drängen, so dass Bürstenkontaktenden 21, 22 an Schleifringen 118, 119 anstoßen, die an der Welle 28 befestigt und konzentrisch zu dieser sind. Die Schleifringe 118, 119 sind elektrisch mit gegenüberliegenden Enden der Rotorspule (nicht dargestellt) des Generators verbunden. Die Bürste 6 weist ein erstes Shunt-Kabel 9 auf, das mit dieser elektrisch verbunden ist und sich von einer Shunt-Verbindungsstelle 18 entlang einer unteren Bürstenfläche 23 durch einen Schlitz 19 und in einen Kabelhohlraum 20 erstreckt. In ähnlicher Weise weist die Bürste 5 ein zweites Shunt-Kabel (nicht dargestellt) auf, das elektrisch mit dieser an einer Shunt-Verbindungsstelle 24 entlang einer oberen Bürstenfläche 25 verbunden ist und sich nach außen in einen Kabelhohlraum (nicht dargestellt) erstreckt, der getrennt von dem Kabelhohlraum 20 ist. Ein Dichtelement 26 kann an ausgewählten Stellen vorgesehen sein, um eine Verschmutzung der Bürstenbaugruppe 1 zu verhindern. Um Staub und Pulver, das durch die Abnutzung der Bürsten 5, 6 entsteht, zu entlüften, können Entlüftungsöffnungen 27 in dem Gehäuse 2 an Stellen vorgesehen sein, an denen die verschiedenen Teile der Bürstenbaugruppe noch vor dem Nasswerden geschützt sind, wenn der Generator in einem Fahrzeug installiert ist. Die jetzigen Erfinder haben festgestellt, dass das Shunt-Kabel 9 sich verheddern und/oder gebogen werden kann, wenn der Kabelhohlraum 20 keinen ausreichenden Raum aufweist. Zusätzlich weisen die Bürsten 5, 6 jeweils obere und untere Shunt-Anordnungen auf, was die Bevorratung zweier gesonderter Bürsten erfordert. Ferner kann der Einbau der Bürsten 5, 6 schwierig sein, da die jeweiligen Bürstenausrichtungen unterschiedlich sind. 1 FIG. 10 is an enlarged schematic sectional view of a part of a conventional vehicle generator including a brush assembly. FIG 1 includes. The brush assembly 1 includes a housing 2 made of a thermosetting resin and molded, two separate brush chambers 3 . 4 for receiving corresponding brushes 5 . 6 to show in it. Constant force springs 7 . 8th are each within the chambers 3 . 4 arranged to the brushes 5 . 6 push to the outside, leaving brush contact ends 21 . 22 on slip rings 118 . 119 abut that on the shaft 28 attached and concentric to this are. The slip rings 118 . 119 are electrically connected to opposite ends of the rotor coil (not shown) of the generator. The brush 6 has a first shunt cable 9 on, which is electrically connected to this and of a shunt junction 18 along a lower brush surface 23 through a slot 19 and in a cable cavity 20 extends. Similarly, the brush points 5 a second shunt cable (not shown) electrically connected thereto at a shunt junction 24 along an upper brush surface 25 is connected and extends outwardly into a cable cavity (not shown) which is separate from the cable cavity 20 is. A sealing element 26 may be provided at selected locations to prevent contamination of the brush assembly 1 to prevent. To dust and powder, by the wear of the brushes 5 . 6 arises, vent, can vents 27 in the case 2 be provided at locations where the various parts of the brush assembly are still protected from getting wet when the generator is installed in a vehicle. The present inventors have found that the shunt cable 9 can get tangled and / or bent when the cable cavity 20 does not have sufficient space. In addition, the brushes point 5 . 6 each upper and lower shunt arrangements, which requires the storage of two separate brushes. Furthermore, the installation of the brushes 5 . 6 difficult because the respective brush orientations are different.

2 stellt eine Bürste 30 mit einem Körperabschnitt 31 und einem Shunt-Kabel 32 dar, das an dieser an einer Shunt-Verbindungsstelle 33 entlang eines lateralen Rands 34 befestigt ist. Zum Beispiel kann die Bürste 30 aus Graphit und/oder Kohlenstoff gebildet sein und kann verschleißbeständige Materialien enthalten. Das Shunt-Kabel 32 ist typischerweise aus einem gewebten Kupfergeflecht gebildet. Federeingriffsabschnitte 36 sind an dem hinteren Ende 37 der Bürste 30 ausgebildet, so dass die Bürste 30 lückenlos mit einer Feder zusammenpasst, wenn sie in einer Bürstenhalterbaugruppe eingebaut ist. Das distale Ende 35 des Shunt-Kabels 32 kann mit einem Anschlusselement oder mit einem Verbindungselement (nicht dargestellt) zur elektrischen Verbindung mit einer Stromversorgung, wie zum Beispiel einer Fahrzeugbatterie, abgeschlossen sein. Die Bürste 50 kann eine abgewinkelte und/oder gekrümmte vordere Kontaktfläche 38 aufweisen, um ein Rattern zu verringern, welches sonst auftreten könnte, wenn sich die Fläche 38 in Kontakt mit sich drehenden Schleifringen befindet. Die Bürste 30 kann ein Schmiermittel (nicht dargestellt) umfassen, um die Reibung zwischen der Bürste 30 und einem Schleifring des Generators zu verringern und/oder zu verbessern. Pulver und Staub, die durch eine solche Reibung entstehen, können während des Betriebs in einen Raum vor den Bürsten entlüftet werden. Während des Betriebs in einem Fahrzeuggenerator nutzt sich die Bürste 30 sehr langsam ab und wandert entsprechend sehr langsam, so dass das Shunt-Kabel 32 langsam ausgestreckt wird und typischerweise unter normalen Temperaturbedingungen wahrscheinlich keine Ermüdungserscheinungen erfährt. 2 put a brush 30 with a body section 31 and a shunt cable 32 at this at a shunt junction 33 along a lateral edge 34 is attached. For example, the brush 30 may be formed of graphite and / or carbon and may contain wear resistant materials. The shunt cable 32 is typically formed of a woven copper braid. Spring engagement sections 36 are at the back end 37 the brush 30 formed so that the brush 30 Completely fitted with a spring, when installed in a brush holder assembly. The distal end 35 the shunt cable 32 may be terminated with a connector or with a connector (not shown) for electrical connection to a power supply, such as a vehicle battery. The brush 50 can be an angled and / or curved front contact surface 38 to reduce chatter, which could otherwise occur when the surface 38 is in contact with rotating slip rings. The brush 30 may include a lubricant (not shown) to reduce the friction between the brush 30 and reduce and / or improve a slip ring of the generator. Powder and dust created by such friction may be vented to a room in front of the brushes during operation. During operation in a vehicle generator, the brush wears 30 very slowly and accordingly moves very slowly, leaving the shunt cable 32 is slowly stretched out and is not likely to experience fatigue under normal temperature conditions.

3 veranschaulicht eine beispielhafte Bürstenhalterbaugruppe 10, die vor dem Einbau der Bürsten 30 dargestellt ist. Die Bürstenbaugruppe 10 weist einen Körperabschnitt 11 auf, der aus Polyphenylensulfid (PPS), Polyproylenen aufweisend 20 bis 40% Talk als Füllmaterial (PPT) und/oder anderen Kunststoffen oder Copolymeren oder Mischungen hiervon und/oder umfassend Nylon und/oder ein wärmehärtbares Polymer, wie zum Beispiel Epoxyd, Polyimid, Polyester und dergleichen, hergestellt ist. Da es relativ wenig Wärme gibt, die intern in der Bürstenbaugruppe 10 erzeugt wird, ist der Kunststoff oder das andere Material des Körpers 11 typischerweise bestimmt, der Wärme zu widerstehen, die von Hilfselementen erzeugt wird, zum Beispiel Gleichrichterdioden. Ein Paar Bürstenkammern 12, 13 ist zur Aufnahme eines korrespondierenden Paars Bürsten darin (nicht dargestellt in 3) vorgesehen. Die Bürstenkammern 12, 13 sind jeweils über Schlitze 16, 17 mit Kabelhohlräumen 14, 15 verbunden. Die Hohlräume 14, 15 weisen jeweils ein symmetrisches Profil mit einer Hohlraumhöhe von 3,7 mm auf gemessen zum Beispiel von der Mittellinie 39 der Shunt-Verbindung 33, die einem Mittelpunkt des Schlitzes 16 entspricht, zu einem Ende 40 des Hohlraums 14, das in 3 als Endlinie 41 dargestellt ist. In einem solchen Fall beträgt der Abstand zwischen dem oberen 42 und dem unteren Ende 43 jedes Hohlraums 14, 15 typischerweise 7,4 mm. In dieser symmetrischen Form sind die oberen 42 und unteren Enden 43 des Hohlraums 15 gleich weit von der Mittellinie 39 entfernt. Wenn sie zusammengebaut ist, weist die Bürstenbaugruppe 10 zwei Bürstenabschnitte 30 mit jeweils einem entsprechenden Shunt-Kabel 32 auf, das von einer lateralen Seite der Bürste hervorragt und sich lateral über den Schlitz 16, 17 in einen Shunt-Kabelhohlraum 14, 15 erstreckt. Für jeden Bürstenabschnitt sind die jeweiligen Höhen des Schlitzes und des Hohlraums mit einer Mittellinie der Shunt-Kabelverbindung zu der Seite der Bürste zentriert. Obwohl ein solcher Aufbau die Verwendung derselben Bürste 30 von der Art eines „Lateralrand-Shunt” in beiden Hohlräumen 14, 15 ermöglicht und es keine Verhedderprobleme mit einer Feder gibt, kann die Bürstenbaugruppe 10 noch durch Selbstverheddern und/oder Biegen der Shunt-Kabel 32 ausfallen. Ein solches Verheddern und/oder Biegen kann durch die extremen Schwingungen verursacht werden, die in einer Umgebung eines Fahrzeuggenerators auftreten können, und die Schwingungen können ein Springen der Bürsten 30 und der Shunt-Kabel 32 herbeiführen. Diese dynamische Schwingungswirkung kann zu einer Erhöhung der Verdrehung einer Bürste 30 führen, wenn das Shunt-Kabel 32 geklemmt, geknickt oder sonst behindert wird. 3 illustrates an exemplary brush holder assembly 10 that before installing the brushes 30 is shown. The brush assembly 10 has a body portion 11 comprising polyphenylene sulfide (PPS), polyproylenes containing 20 to 40% talc as filler (PPT) and / or other plastics or copolymers or mixtures thereof and / or comprising nylon and / or a thermosetting polymer such as epoxy, polyimide, Polyester and the like. Because there is relatively little heat internally in the brush assembly 10 is produced, is the plastic or other material of the body 11 typically destined to withstand the heat generated by auxiliary elements, for example Rectifier diodes. A pair of brush compartments 12 . 13 is for receiving a corresponding pair of brushes therein (not shown in FIG 3 ) intended. The brush chambers 12 . 13 are each about slots 16 . 17 with cable cavities 14 . 15 connected. The cavities 14 . 15 each have a symmetrical profile with a cavity height of 3.7 mm measured on, for example, the centerline 39 the shunt connection 33 , which is a center of the slot 16 corresponds, to an end 40 of the cavity 14 , this in 3 as the end line 41 is shown. In such a case, the distance between the top 42 and the lower end 43 every cavity 14 . 15 typically 7.4 mm. In this symmetrical form are the upper ones 42 and lower ends 43 of the cavity 15 equidistant from the midline 39 away. When assembled, the brush assembly points 10 two brush sections 30 each with a corresponding shunt cable 32 which protrudes from a lateral side of the brush and laterally across the slot 16 . 17 into a shunt cable cavity 14 . 15 extends. For each brush section, the respective heights of the slot and the cavity are centered with a centerline of the shunt cable connection to the side of the brush. Although such a construction involves the use of the same brush 30 of the type of a "lateral edge shunt" in both cavities 14 . 15 allows and there are no tangling problems with a spring, the brush assembly 10 even by self-shedding and / or bending the shunt cable 32 fail. Such entanglement and / or bending may be caused by the extreme vibrations that may occur in an environment of a vehicle generator, and the vibrations may include jumping of the brushes 30 and the shunt cable 32 cause. This dynamic vibration effect can increase the rotation of a brush 30 lead when the shunt cable 32 clamped, kinked or otherwise obstructed.

Wie in 2 dargestellt ist, bezieht sich die Breitengröße und eine laterale oder Seitenrichtung auf die X-Achse der Bürste 30 und eine Tiefengröße bezieht sich allgemein auf die Y-Achse der Bürste 30. Die Höhengröße bezieht sich allgemein auf die Z-Achse, die beispielhaft in 1 dargestellt ist und parallel zu der Mittelachse einer Generatorwelle 28 verläuft. Typischerweise bezieht sich die Länge eines Shunt-Kabelhohlraums auf die längste Abmessung in einer Querschnittsansicht oder einem Teil hiervon.As in 2 is shown, the width size and a lateral or lateral direction on the X-axis of the brush 30 and a depth size generally refers to the Y-axis of the brush 30 , The height size generally refers to the Z-axis, which is exemplified in FIG 1 is shown and parallel to the central axis of a generator shaft 28 runs. Typically, the length of a shunt cable cavity refers to the longest dimension in a cross-sectional view or part thereof.

4 veranschaulicht eine beispielhafte Bürstenhalterbaugruppe 50, die vor dem Einbau von Bürsten dargestellt ist, mit einem Körperabschnitt 44, der aus Materialien hergestellt ist, die oben für den Körperabschnitt 11 beschrieben sind. Ein Paar Bürstenkammern 45, 46 ist zur Aufnahme eines korrespondierenden Paares Bürsten darin (nicht dargestellt in 4) vorgesehen. Die Bürstenkammern 45, 46 sind jeweils über Schlitze 28, 29 mit Kabelhohlräumen 47, 48 verbunden. Der Kabelhohlraum 47 weist ein asymmetrisches Profil mit einer Hohlraumhöhe von wenigstens 7,5 mm auf gemessen von der Mittellinie 51 der Shunt-Verbindung 33, die dem Mittelpunkt des Schlitzes 28 entspricht, zu dem oberen Ende 53 des Hohlraums 47, das in 4 als Endlinie 49 dargestellt ist. Der Kabelhohlraum 48 weist ein asymmetrisches Profil mit einer Hohlraumhöhe von wenigstens 7,5 mm auf gemessen von der Mittellinie 52 der Shunt-Verbindung 33, die dem Mittelpunkt des Schlitzes 29 entspricht, zu dem oberen Ende 54 des Hohlraums 48, das in 4 als Endlinie 55 dargestellt ist. Wenn die Kabelhohlräume 47, 48 dieselbe Höhe aufweisen, beträgt der Abstand zum Beispiel zwischen dem oberen 54 und dem unteren Ende 56 des Hohlraums 47 und zwischen dem oberen 53 und dem unteren Ende 57 des Hohlraums 48 jeweils typischerweise 8,5 mm. Wenn sie zusammengebaut ist, weist die Bürstenbaugruppe 50 zwei Bürstenabschnitte mit jeweils einem Shunt-Kabel 32 auf, das von einer Seite der Bürste hervorragt und sich lateral über den Schlitz 28, 29 in einen Shunt-Kabelhohlraum 47, 48 erstreckt. Der zusätzliche Raum, der durch die asymmetrische Hohlraumgestaltung bereitgestellt wird, verringert in hohem Maße die dynamischen Wirkungen der Schwingung, wie durch Umgebungstests bewiesen ist. 4 illustrates an exemplary brush holder assembly 50 , which is shown prior to the installation of brushes, with a body portion 44 made of materials that are above for the body section 11 are described. A pair of brush compartments 45 . 46 is for receiving a corresponding pair of brushes therein (not shown in 4 ) intended. The brush chambers 45 . 46 are each about slots 28 . 29 with cable cavities 47 . 48 connected. The cable cavity 47 has an asymmetrical profile with a cavity height of at least 7.5 mm measured from the centerline 51 the shunt connection 33 that is the center of the slot 28 corresponds to the upper end 53 of the cavity 47 , this in 4 as the end line 49 is shown. The cable cavity 48 has an asymmetrical profile with a cavity height of at least 7.5 mm measured from the centerline 52 the shunt connection 33 that is the center of the slot 29 corresponds to the upper end 54 of the cavity 48 , this in 4 as the end line 55 is shown. When the cable cavities 47 . 48 have the same height, for example, the distance between the upper 54 and the lower end 56 of the cavity 47 and between the top 53 and the lower end 57 of the cavity 48 each typically 8.5 mm. When assembled, the brush assembly points 50 two brush sections each with a shunt cable 32 which protrudes from one side of the brush and laterally across the slot 28 . 29 into a shunt cable cavity 47 . 48 extends. The extra space provided by the asymmetric cavity design greatly reduces the dynamic effects of the vibration, as evidenced by environmental testing.

5 stellt eine Bürstenbaugruppe 60 mit einer Bürste 30 dar, die in jeder Bürstenkammer 58, 59 eingefasst ist. Jede Bürstenkammer 58, 59 hat einen gerundeten oberen Abschnitt 61 und einen gerundeten unteren Abschnitt 62 (siehe z. B. 6), so dass Federn 69, 70 vor dem Einbau der Bürsten 30 eingebaut werden können. Die Kontaktflächen 38 der jeweiligen Bürsten 30 können abgewinkelt und/oder gekrümmt sein (z. B. 2) und die Außenseite 63 des Gehäuses 64 kann in Übereinstimmung mit den Formen derartiger Kontaktflächen 38 abgewinkelt/gekrümmt sein. Die Federn drängen die Bürsten 30 nach außen und in Eingriff mit den Schleifringen eines Generators und die Bürstenkammern 58, 59 sind ausgebildet um zu ermöglichen, dass die Bürsten 30 leicht von der Fläche 63 nach außen gleiten, während sie sich infolge der Reibung abnutzen. Shunt-Kabel 32 der Bürsten 30 erstrecken sich lateral durch jeweilige Schlitze 65, 66 in jeweilige Kabelhohlräume 67, 68. Da die Kabelhohlräume 67, 68 jeweils zu einer Seite in Breitenrichtung der Bürstenkammern 58, 59 angeordnet sind, können Bürsten 30 mit einer abgewinkelten Kontaktfläche in beiden Bürstenkammern verwendet werden, wodurch die Notwendigkeit zur Bevorratung und zum Einbau zweier gesonderter Bürsten beseitigt ist. Jeder Kabelhohlraum 67, 68 erstreckt sich im Wesentlichen in lediglich einer Höhenrichtung, wodurch ein Verheddern der entsprechenden Shunt-Kabel 32 verringert wird, während die Gesamthöhe des Gehäuses 64 minimiert wird. Die Shunt-Kabel 32 bewegen sich leichter in den einseitigen Hohlräumen 67, 68, die eine effiziente Packung der jeweiligen Shunt-Kabel 32 während der Bürstenbewegung ermöglichen. Die resultierende Verringerung des Schwergehens und der Spannung der Shunt-Kabel 32 ermöglicht ebenfalls eine gleichmäßige Bewegung der Bürsten 30, da dies die auf die Bürsten 30 einwirkenden lateralen Kräfte verringert. Das Shunt-Kabel 32 der oberen Bürste 30 verlässt das obere Ende des Gehäuses 64 und das Shunt-Kabel 32 der unteren Bürste 30 verlässt das untere Ende des Gehäuses 64, wie durch ein Beispiel in 6 dargestellt ist. 5 represents a brush assembly 60 with a brush 30 that is in each brush chamber 58 . 59 is enclosed. Each brush chamber 58 . 59 has a rounded upper section 61 and a rounded lower section 62 (see eg 6 ), so that springs 69 . 70 before installing the brushes 30 can be installed. The contact surfaces 38 the respective brushes 30 can be angled and / or curved (eg 2 ) and the outside 63 of the housing 64 may be in accordance with the shapes of such contact surfaces 38 be angled / curved. The springs push the brushes 30 outwards and into engagement with the slip rings of a generator and the brush chambers 58 . 59 are designed to allow the brushes 30 slightly off the surface 63 slide outward while they wear due to friction. Shunt cable 32 the brushes 30 extend laterally through respective slots 65 . 66 in respective cable cavities 67 . 68 , Because the cable cavities 67 . 68 each to one side in the width direction of the brush chambers 58 . 59 can be arranged, brushes 30 are used with an angled contact surface in both brush chambers, whereby the need for storage and installation of two separate brushes is eliminated. Every cable cavity 67 . 68 extends substantially in only one height direction, thereby tangling the corresponding shunt cable 32 is reduced while the overall height of the housing 64 is minimized. The shunt cable 32 move easier in the one-sided cavities 67 . 68 Providing an efficient pack of the respective shunt cable 32 during the brush movement. The resulting reduction in the severity and tension of the shunt cable 32 also allows a uniform movement of the brushes 30 as this is the one on the brushes 30 reduced lateral forces. The shunt cable 32 the upper brush 30 leaves the top of the case 64 and the shunt cable 32 the lower brush 30 leaves the lower end of the housing 64 as shown by an example in 6 is shown.

Die 6 und 7 sind Schnittansichten einer beispielhaften Bürstenbaugruppe 60. Konstantkraftfedern 69, 70 passen in jeweilige Bürstenkammern 58, 59 und sind ausgelegt, sich darin auszuweiten und zusammenzuziehen. Der Durchmesser der Federn 69, 70 ist typischerweise ausgewählt, um Schwingungen oder unbeabsichtigte Bewegungen während des Generatorbetriebs zu minimieren, während ebenfalls die Freiheit der Federbewegung sichergestellt ist. Die Federn 69, 70 passen mit Federeingriffsabschnitten 36 (z. B. 2) der Bürsten 30 zusammen, um die Bürsten 30 in Eingriff mit den Schleifringen zu drängen. Jeweilige Breiten 71, 72 der Schlitze 65, 66 sind ausreichend um zu ermöglichen, dass die jeweiligen Shunt-Kabel 32 entlang dieser gleiten, jedoch nicht so breit, um eine Möglichkeit bereitzustellen, dass die Shunt-Kabel 32 in Kontakt mit freiliegenden Federabschnitten 73, 74 kommen. Während des Einbaus werden die jeweiligen Enden 35 der Shunt-Kabel 32 in Ausgangsöffnungen 77, 78 eingesetzt und können an jeweiligen Biegestellen 75, 76 behutsam gegriffen werden, um eine Gleichförmigkeit der Kabelführung durch die Hohlräume 67, 68 sicherzustellen, wenn Biegungen 75, 76 an einer vorherbestimmten Stelle platziert werden. Die Biegungen 75, 76 sind typischerweise in der Form graduell, um ein Abknicken zu vermeiden und können vorgeformt sein. Der Kabelhohlraum 67 weist ein asymmetrisches Profil mit einer Hohlraumhöhe von wenigstens 7,5 mm auf – gemessen von der Mittellinie 79 der Shunt-Verbindung 33, die dem Mittelpunkt des Schlitzes 65 entspricht, zu dem oberen Ende 81 des Hohlraums 67, das in 7 als Endlinie 80 dargestellt ist. Der Kabelhohlraum 68 weist ein asymmetrisches Profil mit einer Hohlraumhöhe von wenigstens 7,5 mm auf – gemessen von der Mittellinie 82 der Shunt-Verbindung 33, die dem Mittelpunkt des Schlitzes 66 entspricht, zu dem oberen Ende 84 des Hohlraums 68, das inThe 6 and 7 Figures are sectional views of an exemplary brush assembly 60 , Constant force springs 69 . 70 fit into respective brush chambers 58 . 59 and are designed to expand and contract in it. The diameter of the springs 69 . 70 is typically selected to minimize vibration or accidental movement during generator operation while also ensuring freedom of spring movement. The feathers 69 . 70 fit with spring engaging sections 36 (eg 2 ) of the brushes 30 together to the brushes 30 to push into engagement with the slip rings. Respective widths 71 . 72 the slots 65 . 66 are sufficient to allow the respective shunt cable 32 glide along this, but not so wide to provide a way that the shunt cable 32 in contact with exposed spring sections 73 . 74 come. During installation, the respective ends 35 the shunt cable 32 in exit openings 77 . 78 used and can at respective bending points 75 . 76 be carefully grasped to ensure uniformity of cable routing through the cavities 67 . 68 ensure if bends 75 . 76 be placed at a predetermined location. The bends 75 . 76 are typically gradual in shape to avoid kinking and may be preformed. The cable cavity 67 has an asymmetric profile with a cavity height of at least 7.5 mm measured from the centerline 79 the shunt connection 33 that is the center of the slot 65 corresponds to the upper end 81 of the cavity 67 , this in 7 as the end line 80 is shown. The cable cavity 68 has an asymmetric profile with a cavity height of at least 7.5 mm measured from the centerline 82 the shunt connection 33 that is the center of the slot 66 corresponds to the upper end 84 of the cavity 68 , this in

7 als Endlinie 83 dargestellt ist. Der Abstand zwischen dem oberen 81 und dem unteren Ende 85 des Hohlraums 67 und zwischen dem oberen 84 und dem unteren Ende 86 des Hohlraums 68 betragen typischerweise wenigstens 8,5 mm. Angeschrägte Abschnitte 114, 115 helfen, die zwei jeweiligen Shunt-Kabelenden 35 während des Zusammenbaus in Richtung der Shunt-Ausgangsöffnungen 77, 78 zu führen. Die Länge eines Shunt-Kabelhohlraums kann daher als Nominalwert bezeichnet werden, da derartige angeschrägte Abschnitte eine Hohlraumlänge aufweisen, die mit Annäherung des Hohlraums an die jeweilige Kabelausgangsöffnung abnimmt. Um den verfügbaren Hohlraumplatz zu maximieren, wird der Abschnitt des Körpers 44 zwischen den Hohlräumen 67, 68 typischerweise minimiert. 7 as the end line 83 is shown. The distance between the top 81 and the lower end 85 of the cavity 67 and between the top 84 and the lower end 86 of the cavity 68 are typically at least 8.5 mm. Beveled sections 114 . 115 help, the two respective shunt cable ends 35 during assembly toward the shunt exit ports 77 . 78 respectively. The length of a shunt cable cavity may therefore be referred to as a nominal value, since such bevelled sections have a cavity length which decreases as the cavity approaches the respective cable exit opening. To maximize the available cavity space, the section of the body becomes 44 between the cavities 67 . 68 typically minimized.

Die Ausführungsform der Bürstenbaugruppe 60 kann allgemein als ein Paar im Wesentlichen einseitig asymmetrischer Kabelhohlräume 67, 68 beschrieben werden, die jeweils eine z-Achsen-Höhe aufweisen (gemessen zum Beispiel von der Mittellinie 79 der Shunt-Bürsten-Verbindung 33 zu dem langen Ende des Hohlraums 81), die wenigstens 0,9-mal die z-Achsen-Höhe der Bürste 30 beträgt. Damit der untere Hohlraum 68 nicht in den oberen Hohlraum 67 läuft, beträgt die Höhe des unteren Hohlraums 68 (für einen unteren Kabelhohlraum, der sich parallel zu der z-Achse erstreckt) typischerweise weniger als 0,97-mal (die halbe z-Achsen-Höhe der Bürste 30 plus die z-Achsen-Höhe zwischen den zwei Bürsten 30). Da es wünschenswert ist, einen Abstand von etwa einer Bürstenhöhe zwischen den zwei Bürsten 30 zu erhalten, wird die obere Grenze für die Höhe des unteren Kabelhohlraums 68 (wenn er parallel mit der z-Achse verläuft) 1,45-mal die Höhe der Bürste 30.The embodiment of the brush assembly 60 can generally be thought of as a pair of substantially unilaterally asymmetric cable cavities 67 . 68 each having a z-axis height (measured, for example, from the centerline 79 the shunt-brush connection 33 to the long end of the cavity 81 ), which is at least 0.9 times the z-axis height of the brush 30 is. So that the lower cavity 68 not in the upper cavity 67 running, is the height of the lower cavity 68 (for a lower cable cavity extending parallel to the z-axis) typically less than 0.97 times (half the z-axis height of the brush 30 plus the z-axis height between the two brushes 30 ). Since it is desirable to have a distance of about one brush height between the two brushes 30 The upper limit for the height of the lower cable cavity is obtained 68 (if it runs parallel with the z-axis) 1.45 times the height of the brush 30 ,

8 ist eine Vorderansicht einer beispielhaften Bürstenhalterbaugruppe 90, die vor dem Einbau von Bürsten und Federn in die Bürstenkammern 87, 88 dargestellt ist. Die Bürstenkammern 87, 88 sind jeweils über Schlitze 93, 94 mit Kabelhohlräumen 91, 92 verbunden. Die Hohlräume 91, 92 sind jeweils wenigsten mit Bezug auf die z-Achse 98 abgeschrägt ausgebildet. Wie dargestellt ist, weist der Kabelhohlraum 91 eine Mittellinie 89 auf, die in einem Winkel α von der z-Achse 98 weg verläuft. Der Kabelhohlraum 92 weist eine Mittellinie 103 auf, die in einem Winkel β von der z-Achse 98 weg verläuft. Jeder Kabelhohlraum 91, 92 ist durch ein umgebendes Materialvolumen definiert, das einstückig mit dem Körperabschnitt 97 ausgebildet ist und die Hohlraumbereiche isoliert, und das derartige, umgebende Material umfasst zum Beispiel eine Barriere 100, die an dem Endabschnitt 99 des Kabelhohlraums 91 ausgebildet ist. Durch Ausbilden des Kabelhohlraums 91 in dem Schrägwinkel α verbleibt das distale Ende 104 des Kabelhohlraums 91 an einer z-Achsen-Stelle 101 (vgl. Ausführungsform der 5, die als gestrichelter Abschnitt 105 dargestellt ist), die Kabelhohlraumlänge nimmt jedoch von der z-Größe 106 zu der abgeschrägten Kabelhohlraumlänge 107 zu. Wenn zum Beispiel die Länge 106 gemessen von der Mittellinie 102 (als x-Achse dargestellt) der Bürsten-Shunt-Verbindung 33 (z. B. 2) zu der z-Achsen-Stelle 101 Z ist, beträgt die abgeschrägte Hohlräumlänge 107 von dem Schnittpunkt der z-Achse 98 und der x-Achse 102 zu dem distalen Ende 104 des Kabelhohlraums 91 (Z·(Sekans α)). Dadurch vergrößert das Abschrägen des Kabelhohlraums 91 um einen Winkel α im Wesentlichen die Länge hiervon weiter. Wenn zum Beispiel Z = 7,5 mm und α = 30 Grad sind, wird die abgeschrägte Hohlraumlänge 107 (7,5·(Sekans 30)) = 8,7 mm. Dieselbe allgemeine Analyse gilt für das Abschrägen der Mittellinie 103 des Hohlraums 92 um einen Winkel β von der z-Achse 98 weg. Der Körperabschnitt 97 kann modifiziert werden, um die Körpergröße durch Abschrägen eines Körperabschnitts 108 angrenzend an den Kabelhohlraum 91 und durch Abschrägen eines Körperabschnitts 109 angrenzend an den Kabelhohlraum 92 zu verringern, wodurch wesentliches Körpermaterial entfernt wird und zugehörige Kosten- und Raumeinsparungen bereitgestellt werden. Die untere Shunt-Kabelausgangsöffnung 96 ist angrenzend an eine Bodenfläche 110 des Körperabschnitts 97 angeordnet. Die obere Shunt-Kabelausgangsöffnung kann an einer Zwischenfläche 112 angeordnet sein, die durch das Abschrägen des Kabelhohlraums 92 und das zugehörige Abschrägen des Körperabschnitts 109 bereitgestellt wird. In einem solchen Fall kann ein elektrisches Anschlusselement 113 zur elektrischen Verbindung mit einer Bürste der Bürstenkammer 87 entlang der Zwischenfläche 112 in der Nähe der Kabelausgangsöffnung 95 angeordnet sein. Alternativ kann die Kabelausgangsöffnung 95 entlang des Körperabschnitts 108 oder in der Nähe einer oberen Körperfläche 111 angeordnet sein. Mittels der beschriebenen Prinzipien kann ein Fachmann das Bereitstellen eines Shunt-Kabelausgangs für die Bürstenkammer 87 entweder in derselben oder in einer allgemein entgegengesetzten Richtung wie die Richtung der Kabelausgangsöffnung 94 wählen. 8th FIG. 10 is a front view of an exemplary brush holder assembly. FIG 90 before installing brushes and springs in the brush chambers 87 . 88 is shown. The brush chambers 87 . 88 are each about slots 93 . 94 with cable cavities 91 . 92 connected. The cavities 91 . 92 are each least with respect to the z-axis 98 bevelled trained. As shown, the cable cavity 91 a midline 89 up, at an angle α from the z-axis 98 runs away. The cable cavity 92 has a centerline 103 on, at an angle β from the z-axis 98 runs away. Every cable cavity 91 . 92 is defined by a surrounding volume of material that is integral with the body portion 97 is formed and the void areas isolated, and such, surrounding material includes, for example, a barrier 100 at the end section 99 of the cable cavity 91 is trained. By forming the cable cavity 91 in the oblique angle α, the distal end remains 104 of the cable cavity 91 at a z-axis location 101 (See embodiment of the 5 as a dashed section 105 however, the cable cavity length decreases from the z size 106 to the chamfered cable cavity length 107 to. If, for example, the length 106 measured from the midline 102 (shown as x-axis) of the brush-shunt connection 33 (eg 2 ) to the z-axis location 101 Z is Z, the tapered cavity length is 107 from the intersection of the z-axis 98 and the x-axis 102 to the distal end 104 of the cable cavity 91 (Z · (secans α)). This increases the chamfering of the cable cavity 91 by an angle α substantially the length thereof further. For example, when Z = 7.5 mm and α = 30 degrees, the tapered cavity length becomes 107 (7.5 x (sec. 30)) = 8.7 mm. The same general analysis applies to beveling the midline 103 of the cavity 92 by an angle β from the z-axis 98 path. The body section 97 can be modified to the body size by chamfering a body section 108 adjacent to the cable cavity 91 and by chamfering a body portion 109 adjacent to the cable cavity 92 thereby removing essential body material and providing associated cost and space savings. The lower shunt cable exit opening 96 is adjacent to a floor surface 110 of the body section 97 arranged. The upper shunt cable exit opening may be at an interface 112 be arranged by the chamfering of the cable cavity 92 and the associated chamfering of the body portion 109 provided. In such a case, an electrical connection element 113 for electrical connection with a brush of the brush chamber 87 along the interface 112 near the cable outlet 95 be arranged. Alternatively, the cable outlet opening 95 along the body section 108 or near an upper body surface 111 be arranged. By means of the described principles, a person skilled in the art can provide a shunt cable outlet for the brush chamber 87 either in the same or in a generally opposite direction as the direction of the cable exit opening 94 choose.

Die verschiedenen Ausführungsformen können vorteilhafterweise die Abschnitte der Kabelhohlräume und der Schlitze umschließen, die sonst entlang des Bürstenkontaktendes des Körperabschnitts offen sind. Nachdem zum Beispiel die Bürsten eingebaut worden sind, die Shunt-Kabelenden 32 aus den Kabelausgängen herausgeführt sind und die Shunt-Kabel 32 richtig innerhalb der Kabelhohlräume positioniert sind, können die Kabelhohlräume und die Schlitze, die sich in Richtung des Bürstenkontaktendes öffnen, durch Einbau einer Abdichtung, eines Epoxyds oder anderer Materialien verstöpselt werden. Ein solches Verstöpseln kann ungewolltes Bürstenpulver, das durch Reibung der Bürsten 30 mit den Schleifringen erzeugt wird, und andere Bruchstücke vom Eindringen in die Kabelhohlräume abhalten. Alternativ kann der Körperabschnitt eingegossen sein, um diese externen Öffnungen zu beseitigen und ein Freiliegen der Kabelhohlräume nahe den Bürsten zu vermeiden.The various embodiments may advantageously enclose the portions of the cable cavities and slots that are otherwise open along the brush-contacting end of the body portion. For example, after the brushes have been installed, the shunt cable ends 32 out of the cable outlets and the shunt cables 32 are properly positioned within the cable cavities, the cable cavities and the slots that open toward the brush contact end may be plugged by incorporation of a seal, epoxy, or other materials. Such plugging can cause unwanted brush powder by rubbing the brushes 30 generated with the slip rings, and keep other debris from entering the cable cavities. Alternatively, the body portion may be potted to eliminate these external openings and prevent exposure of the cable cavities near the brushes.

Verschiedene Merkmale und Anordnungen der beispielhaften Bürstenbaugruppen 50, 60, 90 gehören nicht ausschließlich zu den veranschaulichten Ausführungsformen, sondern können wahlweise kombiniert werden, wo es für eine bestimmte Anwendung geeignet ist. Eine Bürstenhalterbaugruppe für eine bestimmte Anwendung kann im Ganzen oder zum Teil in jeder geeigneten Weise gebildet werden.Various features and arrangements of the exemplary brush assemblies 50 . 60 . 90 are not exclusive to the illustrated embodiments, but may optionally be combined where appropriate for a particular application. A brush holder assembly for a particular application may be formed in whole or in part in any suitable manner.

Während verschiedene Ausführungsformen enthaltend die vorliegende Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, können dem Fachmann weitere Modifikationen und Anpassungen der Erfindung in den Sinn kommen. Es ist jedoch ausdrücklich zu verstehen, dass solche Modifikationen und Anpassungen innerhalb des Sinns und des Umfangs der vorliegenden Erfindung fallen.While various embodiments incorporating the present invention have been described in detail, other modifications and adaptations of the invention may occur to those skilled in the art. It is to be expressly understood, however, that such modifications and adaptations fall within the spirit and scope of the present invention.

Claims

A brush holder assembly for a generator having a rotation axis, comprising: a pair of brushes each having a contact surface defining a width and a height, the height extending in a direction approximately parallel to the axis of rotation, and each having a shunt cable extending laterally from the brush in the width direction; and a housing having first and second brush chambers, corresponding first and second cable cavities each defining a cavity height extending in a direction substantially parallel to the axis of rotation, and first and second slots respectively interposed between the corresponding chamber and the cavity ; wherein the respective shunt cables extend through the first and second slots, then through the first and second cable cavities, and wherein the cavity heights of the first and second cable cavities are each at least about 0.9 times the height of one of the brushes.

The generator brush holder assembly of claim 1, wherein the height of the first cable cavity is less than about 0.97 times ((A / 2) plus B), and wherein A is the brush height and B is the distance between the brushes.

The generator brush holder assembly of claim 2, wherein the maximum distance between opposing surfaces for the first cable cavity is about 1.45 times the height of the brush.

The generator brush holder assembly of claim 1, wherein the first and second cable cavities have approximately the same heights.

The generator brush holder assembly of claim 4 wherein the spacing between the brush chambers is approximately the same as the height of one of the brushes.

The generator brush holder assembly of claim 1, further comprising a pair of springs disposed in the respective brush chambers for biasing the brushes toward the respective contact surfaces.

The generator brush holder assembly of claim 1, wherein the respective heights of the first and second cable cavities measured from the centerline of the connection between the shunt cable and the brush are about 7.5 mm.

The generator brush holder assembly of claim 1, wherein the respective heights of the first and second cable cavities extend primarily only in a height direction away from the respective slots.

A generator brush holder assembly defining orthogonal y and z axes, the z-axis extending substantially parallel to a rotary shaft of a generator, the assembly comprising: first and second brushes each having a shunt cable protruding from a lateral side of the brush; and a housing with: first and second brush chambers each extending approximately parallel to the y-axis and having the first and second brushes disposed therein; first and second cable cavities extending from a brush forward portion to a cable output portion, the first cable cavity defining a centerline extending in a direction forming an angle α with the z-axis; and first and second slots respectively connecting the first and second cable cavities to the first and second brush chambers; wherein the first and second shunt cables extend laterally through the respective first and second slots and then through the respective first and second cable cavities, and wherein the first cable cavity has a z-axis size Z, after which the length of the first cable cavity Z · (secans α ).

The generator brush holder assembly of claim 9, further comprising a pair of springs disposed in the respective brush chambers for biasing the brushes in the y-direction.

The generator brush holder assembly of claim 9, wherein the respective z-axis sizes of the first and second cable cavities are at least 0.9 times the height (z-axis size) of the corresponding first and second brushes, and wherein the z-axis size of the first cable cavity is less than about 0, Is 97 times ((A / 2) plus B), where A is the brush height and B is the distance between the brushes.

The generator brush holder assembly of claim 9, wherein the maximum z-axis size for the first cable cavity is about 1.45 times the height of the first brush.

The generator brush holder assembly of claim 9, wherein the second cable cavity defines a centerline extending in a direction that forms an angle β with the z-axis, after which the length of the second cable cavity is Z · (secans β).

The generator brush holder assembly of claim 9, wherein each cable cavity extends primarily only in a longitudinal direction.

The generator brush holder assembly of claim 14, wherein each cable cavity has a z-axis size of about 7.5 mm measured along the z-axis from the centerline of the respective brush / shunt cable connection.

The generator brush holder assembly of claim 9, wherein a tapered outer housing portion adjacent to the tapered cable cavity approximately follows the skew angle α such that an outer space is created between the first and second cable cavities.

The generator brush holder assembly of claim 16, wherein an electrical connector is disposed in the outer space between the first and second cable cavities.

The generator brush holder assembly of claim 9, wherein the shunt cables of the first and second brushes have approximately the same guide through the respective first and second cable cavities.

The generator brush holder assembly of claim 9, wherein the first and second cable cavities have approximately the same lengths, the first and second brushes have the same dimensions, and wherein the distance between the brushes is about the same as the height of one of the brushes.

A brush holder assembly for a generator having a rotation axis, comprising: a pair of brushes each having a contact surface defining a width and a height, wherein the height in one direction is approximately extending parallel to the axis of rotation, and each having a shunt cable extending from the brush in the width direction; a housing having first and second brush chambers, corresponding first and second cable cavities each defining a cavity height extending in a direction substantially parallel to the axis of rotation, and first and second slots respectively interposed between the corresponding chamber and the cavity ; and a pair of springs disposed in the respective brush chambers for biasing the brushes toward the respective contact surfaces; wherein the respective shunt cables extend through the first and second slots, then through the first and second cable cavities; wherein the cavity heights of the first and second cable cavities are each at least about 0.9 times the height of one of the brushes; wherein the height of the first cable cavity is less than about 0.97 times ((A / 2) plus B), where A is the brush height and B is the distance between the brushes; and wherein the distance B is about the same as the height of one of the brushes.